如何用印刷電子技術(shù)制造AI所需的傳感器陣列

據(jù)麥姆斯咨詢報道，用印刷電子技術(shù)制造傳感器陣列，在醫(yī)療、環(huán)境和工業(yè)應(yīng)用具有很大的前景，但該技術(shù)仍處于早期階段。

印刷電子技術(shù)

顧名思義，印刷電子（Printed Electronics，簡稱PE）技術(shù)是使用不同電學(xué)性質(zhì)材料的“油墨”印刷在各種襯底上，從而形成電子器件的方法。印刷電子可以制造輕薄而柔性的器件，這是傳統(tǒng)的剛性電子產(chǎn)品無法做到的。該技術(shù)具有的優(yōu)點(diǎn)還包括可印刷陣列、成本低、外形輕薄和柔韌性強(qiáng)，因而對制造靈活多樣的傳感器極具吸引力。單個傳感器只能提供單點(diǎn)的數(shù)據(jù)，這在人工智能（AI）時代顯然是不夠的。使用AI的應(yīng)用對密集型數(shù)據(jù)的需求正在不斷上升，但基于單個傳感器的解決方案無法為全面可行的信息提供足夠可靠的數(shù)據(jù)量。雖然許多應(yīng)用自稱采用了AI，但實(shí)際上其功能受到它們集成的人工智能程度多少的限制。例如，連接數(shù)字網(wǎng)絡(luò)的恒溫器確實(shí)使用AI，但由于它們只是從內(nèi)部源提取數(shù)據(jù)，外部條件可能導(dǎo)致它們注冊錯誤的讀數(shù)。

對于制造業(yè)，如果合理部署各類傳感器系統(tǒng)，AI將有助于提高產(chǎn)量并降低生產(chǎn)風(fēng)險。用PE陣列來制造傳感器系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)更好地收集大量數(shù)據(jù)的方法。擁有更多的傳感器和獲取更多的數(shù)據(jù)點(diǎn)可以實(shí)現(xiàn)真正的AI，而不僅僅在“如果”假設(shè)的前提下。材料設(shè)計是實(shí)現(xiàn)印刷傳感器系統(tǒng)的關(guān)鍵步驟。為傳感器設(shè)計最佳的材料，不僅對傳感器能夠最快和最準(zhǔn)確的反應(yīng)非常重要，而且對傳感器實(shí)現(xiàn)快速可靠的數(shù)據(jù)采集，并精確地使用AI至關(guān)重要。農(nóng)業(yè)和工業(yè)技術(shù)正在成為傳感器陣列的新興市場，因?yàn)樗鼈兛梢允占罅繑?shù)據(jù)。

例如，輕便而靈活的傳感器系統(tǒng)可以安裝在工廠里用于泵的監(jiān)控，其每秒測量的次數(shù)能夠達(dá)數(shù)萬次。該結(jié)果可以為泵創(chuàng)建獨(dú)特的“指紋”，不僅可以顯示該泵是否工作正常，還可以顯示通過該泵的材料數(shù)據(jù)。環(huán)境傳感器技術(shù)是另一個很容易看出材料科學(xué)方面的專業(yè)知識差異的領(lǐng)域。例如，在飲用水中需要重點(diǎn)檢測的污染物，可能在湖水中不需要檢測。所以，傳感器的設(shè)計從材料開始，是因?yàn)閷⒃肼晱恼嬲饬x的信號中濾除是至關(guān)重要的。由于AI依賴于提供給它的信息，因此每種類型的傳感器需要適合自身襯底、油墨和保護(hù)層所需的材料。傳感器的性能必須通過材料設(shè)計優(yōu)化，以確保其符合制造商的系統(tǒng)規(guī)格。